排气管消声器原理知道吗?揭秘汽车排气管单双排的区别
作者:汽车大观
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现在的车辆排气管布置形式各式各异,走在大街上,也可以看到各种汽车排气管的排列,有的是一边一个,有的是一边两个,还有的两边都是两个。那么,这些车辆的排气管都有什么作用,又为什么不统一排列、统一数量呢。
排气管的作用
1、降低噪音
汽车运行后,起到主要消音作用的就是汽车的排气管内部安装的消音器,其大幅度降低了汽车的噪音。其原理是通过多通道使气流分流,这些分流之间互相摩擦撞击使气流的流速逐渐降低,如此反复循环,以降低噪音。
2、减少环境污染
排气管内部有净化装置,当汽车的高温尾气通过其净化装置时,其中的三元催化有效净化尾气中的有害气体。
3、通气排气
汽车排气管相当于人的呼吸系统,以循环方式进气、压缩、做功、排气,如果没有排气管,那么汽车将无法运行。
单双排的区别
排气系统会产生噪音,而噪音来自于排气气流自己携带的能量导致自己震动发出的声音,还有排气气流在经过排气系统内宽窄不一的管道时互相摩擦,而产生的声音,我们可以理解为震动噪音和气流摩擦噪音。
双边排气管比单边排气管在高速运行时,产生的噪音更低。而单边双排排气管,相比单排气管在低转速时的噪音,也能降低。
排气管大小
车辆出厂时的排气系统,都是经过汽车厂商的周密计算与试验匹配出的,是有效平衡日常驾驶实用性、舒适性、环保性、性能之间的最佳设计。因为一般来说,日常驾驶中的发动机都是以中低速运转,所以民用车辆的排气管不会太粗,而且排气管弯转也多,可以有效保持背压,以满足日常中的低转速动力性能。
而直径大的排气管,会因为排气过于通畅,背压不足,从而损失低转速下的扭矩,造成起步无力,而且油耗也会增高,所以不能一味追求大排量排气管,尤其是扭矩不足的小小排量车型。
最后,对于我们日常生活中所驾驶的车辆,我们很多车主大多数为了漂亮的排气管与动听的声浪,不惜花费重金对其进行改装。其实,出厂时的排气管就设计与日常使用上来讲,是最合理的,而对于一心想改装的车主,也应选择和汽车本身性能搭配的。
排气管为什么放后面 原因你一定不知道
作者:卡爸玩车
作为汽车动力系统的重要组成部分,排气管却常常容易被人们忽视,看着满大街游走的汽车,在饱吸尾气之余,许多行人也会产生这样的疑问,为什么大多数轿车车型的排气管都放在后面?为什么很少看到放在前面和侧面?而拖拉机/卡车/越野车却放在车头?这两者有什么区别?其实,这其中的原委并不是你想象的那么简单,下面,让我们来仔细探究一下这个看起来很简单的问题:
排气管放在后面是约定俗成?
汽车的排气系统,一般主要承担两个功能:一是排放尾气(进行环保催化后),二是消除噪音(当然,也有人非常迷恋粗犷有力的排气“声浪”)。一个典型的发动机排气系统如下图所示:
其中最主要的结构是由排气歧管、三元催化转换器、前消声器、后消声器、尾管(或尾喉)所组成。排气歧管连接发动机排气口,不同的歧管造型会影响废气排出效率,与其他结构共同造成不同的回压,从而影响发动机性能表现;三元催化转换器是废气净化装置,通常是在蜂窝状的陶瓷容器内,通过内部表面贵金属(铂、铑、钯等)涂层的催化作用下,将发动机排放的CO、HC碳氢化合物、NOx氮氧化合物等有害气体,经过氧化还原反应转化为CO2、H2O、N2等,有时候也可能有多个三元催化器同时存在;而消声器分为前消声器与后消声器,可以降低尾气排放温度,消除或降低大部分的排放噪音。
那么,为什么大多数汽车排气管都放在后面呢?主要有下面这几个原因:首先,排气系统中常常设置多个三元催化器或消声器,只有通过较长的排气系统,才可能达到尾气环保催化和消除噪音的要求;其次,如果将这些功能结构全部放在一起显然是不合适的,而大多数前驱车型的发动机位置是在车头,因此在汽车研发设计上,在车身非常有限的空间内,将排气系统放置在底盘下贯穿,最后通过汽车尾部的排气尾管排掉,才是最为合理的做法。
最后,基于汽车排气系统回压的技术性影响,尾气排放流动时所受的阻力并不是一无是处,如直排、改装等方式造成过低的回压,对于大多数行驶场合都是在中低转速运转的家用车型来讲,会带来低扭不足的情况,甚至是发动机内燃油燃烧不充分,导致油耗走高。所以,汽车排气系统的长度设定,以及不同的管径、弯管、形状、截面等结构设计,都可以调节回压的数据范围,从而提升发动机的性能表现。简单地讲,这个排气系统不能太短,而放在汽车尾部排气,是经过了汽车工程师在动力系统上的特殊设计和安排,不是拍脑袋随意决定的。
拖拉机/卡车的排气管却放在车头?为什么?
但是并不是所有车型都把排气管放在车身的尾部,比如在我们印象中,拖拉机/卡车以及部分越野车都是放在车头部位,而且都是垂直向上排气,这又是因为什么原因呢?
对于拖拉机而言,在农田工作环境比较恶劣,有水环境较多,而且在田间凸凹坑洼、高低不平的地方作业,将排气系统放在底盘下,既不能防止水进入排气管,也容易损坏。拖拉机的噪声巨大但不受限制,又因为是柴油车型,冒出的黑烟非常熏人,所以高耸起来的排气管设计是最适合的。
卡车的排气管并没有特定要求,但是我们在《变形金刚》系列电影中看到擎天柱变形卡车-西部之星4900非常霸气,但是基于不同的设计理念、发动机位置、越野通过性等等,我国许多卡车并没有采用这样的排气造型,美国卡车司机最爱的就是高高的排气筒,当然,我国也生产出许多类似的卡车车型,同样气场强大。
硬派越野车型(如JEEP牧马人)等在车头加装涉水喉,采用了立式排气筒造型,可以大幅提高越野通过性,在经过涉水区域时,可以避免排气装置在底部造成越野性能的下降(比如托底,、进水等等)。
排气管放在哪里重要吗?
豪华品牌车型或性能跑车有后置发动机的情况,排气同样是放在尾部直排,直线加速时,尾部粗大的排气管释放出巨大的声浪,非常性感迷人。而这个世界上排气管的位置并不是只有前/后这两种选项,如奔驰SLR和G500都把排气管放在了侧面,因车型具体特殊设计要求而定,具体的设计其实比想象中还要精彩。
还有不少人还在吐槽汽车排气管放左边还是右边的问题,同样是为了避免污染和噪音,以及油箱等空间结构原因,靠右行驶的左舵车辆把排气管放在左侧,靠左行驶的右舵车辆放在右侧,这都是国际通行的惯例。而我国并没有对此作出具体的规定。由于引进生产线的时候,原产国的相关规定便顺其自然地被带入国内,合资厂商连修改图纸的意愿都没有,直接套用原产国情况,所以在大街上靠左的排气管也有,靠右的排气管也有。
此外,有些汽车厂商比较人性化地将汽车排气管的口设计为隐藏式,并朝向地面,因排气管内排出的气体温度较高,可以保护我们在打开汽车后备箱或者路过的行人挨得太近时,腿部位置不会被高温烫伤,这是一个比较安全的设计理念,只可惜,国人只喜欢双边双出的高调感觉。
其实,排气管放在哪里并不是汽车设计师和工程师们突发奇想的结果,无论是放在前面、尾部、侧面,都是因具体的性能设计要求而产生的。所以,看起来不甚起眼的排气管,可不是你换个漂亮的电镀烤蓝尾喉那么随意,里面还是有不少学问值得我们去关注的。
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